1、細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)試驗(yàn)教學(xué)方法與手段簡(jiǎn)介一、教學(xué)理念我們?cè)诒究茖?shí)驗(yàn)教學(xué)中，就如何強(qiáng)化素質(zhì)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面進(jìn)行了一系列的改革，其基本思路是圍繞如何改變“封閉式”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，取而代之的是一種“開(kāi)放式”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)改革的課程主要是細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn) 、 遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)兩門(mén)生命科學(xué)的主干基礎(chǔ)課程。自 1994 年開(kāi)始，在國(guó)內(nèi)率先提出并實(shí)行“開(kāi)放式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)，探索“開(kāi)放式”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。 1997 年 11 月，我們被邀請(qǐng)?jiān)诒狈浇煌ù髮W(xué)召開(kāi)的全國(guó)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研討會(huì)上介紹經(jīng)驗(yàn)。此后，逐漸形成了“研究性教學(xué)理念” ，并在這一教學(xué)理念的指導(dǎo)下，以開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)進(jìn)一步探索，創(chuàng)立了“開(kāi)放式研究

2、性”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新模式。二、 “開(kāi)放式研究性”實(shí)驗(yàn)教學(xué)在“開(kāi)放式研究性”實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式中， “開(kāi)放式”是這一教學(xué)模式的基礎(chǔ)，內(nèi)容包括“四開(kāi)放” ，即時(shí)間開(kāi)放、空間開(kāi)放、項(xiàng)目開(kāi)放、試劑和儀器開(kāi)放，這樣，學(xué)生有了主動(dòng)權(quán)，可以不受時(shí)間、空間和儀器設(shè)備及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的限制，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，自主探究科學(xué)問(wèn)題。 “開(kāi)放式研究性”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的核心是“研究性” ，包括教師的研究性教學(xué)和學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在教師研究性教學(xué)的引導(dǎo)下，以“問(wèn)題”為主線(xiàn)，探索和研究“問(wèn)題”的發(fā)生、發(fā)展的過(guò)程、結(jié)果或趨勢(shì)，培養(yǎng)自己的興趣，激發(fā)自己參與知識(shí)構(gòu)建的積極性。“開(kāi)放式研究性” 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的目的和意義， 是基于教師在教學(xué)過(guò)程中

3、對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究而形成的，該模式通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)課堂活動(dòng)以及實(shí)驗(yàn)管理等進(jìn)行研究性的科學(xué)設(shè)計(jì)， 激活學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究的動(dòng)機(jī), 引導(dǎo)學(xué)生的研究性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，將教師的研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生的研究性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，相互合作的團(tuán)隊(duì)精神，創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)還可以獲取大量新知識(shí)，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力。三、“開(kāi)放式研究性”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的實(shí)施方法具體實(shí)施過(guò)程分為 12個(gè)步驟 （見(jiàn)圖 1）。 圖 1 中由 12個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成一個(gè)良性循環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)的產(chǎn)物是開(kāi)放式研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。從 12 個(gè)環(huán)

4、節(jié)中由制定教學(xué)方案開(kāi)始，向順時(shí)針?lè)较虻那八膫€(gè)是以教師為主的環(huán)節(jié)，其他8 個(gè)環(huán)節(jié)都是由學(xué)生或師生共同互動(dòng)起重要作用，因此模式的構(gòu)成是以學(xué)生為主體的開(kāi)放式研究性教學(xué)體系，通過(guò)教師與學(xué)生兩大因素的緊密聯(lián)系和相互配合，從而發(fā)揮模式的功能和作用圖1:開(kāi)放式研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式“開(kāi)放式研究性”實(shí)驗(yàn)教學(xué)針對(duì)性強(qiáng)，自主性突出，因此在實(shí)施上有七大措施：(1)對(duì)教學(xué)素材進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。 通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教材和參考書(shū)的研 究，獲取實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容，進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，指引學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的探究，提高學(xué)生 對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣和吸引力。(2)明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)。有了清晰的預(yù)期教學(xué)和學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)生就能明確自 己的學(xué)習(xí)活動(dòng)性質(zhì)，對(duì)實(shí)驗(yàn)

5、研究目標(biāo)開(kāi)展積極活動(dòng)。具體來(lái)說(shuō)，要有豐富多樣、貼 近學(xué)生思維的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如將全部實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為四個(gè)知識(shí)模塊，按知識(shí)模塊實(shí)現(xiàn)教 學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生從這些實(shí)驗(yàn)中取得知識(shí)，提高能力。(3)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上始終實(shí)行探究性和開(kāi)放性。因?yàn)樘骄啃院烷_(kāi)放性是開(kāi)放式研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的精髓，也是最能體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)成果的重要部分。探究性是指在 實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，將每一個(gè)實(shí)驗(yàn)作為一個(gè)研究課題，引導(dǎo)學(xué)生從研究目的、研究的 方法及研究的技術(shù)路線(xiàn)方面去開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。開(kāi)放性主要包括三個(gè)方面，首先是教學(xué)內(nèi) 容的開(kāi)放，以“問(wèn)題”的提出和解答形式進(jìn)行課堂討論；其次是在教師的指導(dǎo)下， 由學(xué)生以研究課題小組的形式(每小組 3-4人)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有一些設(shè)

6、計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 可以根據(jù)需要獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣和主動(dòng)性；再者是實(shí)驗(yàn)教 學(xué)方法要開(kāi)放，研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式既不局限于課堂、教材，也不局限于課程與 學(xué)科，而是把課堂、教材與課外相結(jié)合、向更廣闊的大自然延伸，所以根據(jù)每門(mén)實(shí) 驗(yàn)課內(nèi)容，對(duì)實(shí)驗(yàn)室實(shí)行相應(yīng)的全方位的開(kāi)放。另外教師的思想切忌保守，在參與 學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師必須放下架子，退居二線(xiàn)，甘當(dāng)配角，協(xié)助和引導(dǎo) 學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。(4)把研究性教學(xué)與研究性學(xué)習(xí)緊密結(jié)合。研究性學(xué)習(xí)是指學(xué)生基于自身興趣，通過(guò)對(duì)問(wèn)題的探究，主動(dòng)地獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)的學(xué)習(xí)活動(dòng)。研究性教學(xué)與研究性學(xué)習(xí)結(jié)合，就是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，結(jié)合各個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、學(xué)科的發(fā)展、

7、研究動(dòng)態(tài)等進(jìn)行引導(dǎo)學(xué)生，要有意識(shí)讓學(xué)生用基本的研究方法，從自然現(xiàn)象、社會(huì)現(xiàn)象和日常生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，選擇具有創(chuàng)新性與創(chuàng)造性研究項(xiàng)目。學(xué)生在研究性學(xué)習(xí)過(guò)程中，既可以涉足未知領(lǐng)域的探究，也可以是對(duì)已有知識(shí)進(jìn)行個(gè)性化再認(rèn)識(shí)，學(xué)生自己研究的項(xiàng)目結(jié)果不一定是正確的，但通過(guò)實(shí)驗(yàn)，他們能更多地感受、理解知識(shí)的產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程，有效地提高收集處理信息和獲取新知識(shí)的能力。（ 5）營(yíng)造以學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)氛圍。營(yíng)造以學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)的氛圍是開(kāi)放式研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一，做法有如下三點(diǎn)： （ 1）要賦予學(xué)生學(xué)習(xí)的獨(dú)立和自主性權(quán)力。開(kāi)放式研究性教學(xué)必須是以學(xué)生為主體，必須賦予學(xué)生的高度獨(dú)立和自主權(quán)力，才能使學(xué)生對(duì)學(xué)

8、習(xí)主題產(chǎn)生興趣，通過(guò)興趣，形成對(duì)問(wèn)題探索的自主性，也就是說(shuō)，對(duì)問(wèn)題的研究以及尋找問(wèn)題的最終答案或成果，要賦予學(xué)生的決策權(quán)。例如對(duì)問(wèn)題的研究?jī)?nèi)容、方法、進(jìn)度、實(shí)施過(guò)程以至到最后取得成果，都應(yīng)由學(xué)生個(gè)人或研究小組決定，使學(xué)生真正成為問(wèn)題研究的設(shè)計(jì)者、探索者和發(fā)現(xiàn)者，成為研究課題的主人。 （ 2）要引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立探究思維，強(qiáng)化對(duì)學(xué)習(xí)的實(shí)踐性和真實(shí)感受。開(kāi)放式研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)之一是注重學(xué)生的實(shí)踐性， 所以教師要引導(dǎo)和提供條件，如文獻(xiàn)資料、學(xué)科研究動(dòng)態(tài)、可用的儀器設(shè)備等，讓學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料、上網(wǎng)搜索、做社會(huì)調(diào)查、跨學(xué)科咨詢(xún)老師、與同學(xué)之間互相討論等多種形式，尋找自己感興趣的研究課題和解決問(wèn)題的方法。

9、通過(guò)實(shí)踐得出的體會(huì)是最深刻的，讓學(xué)生感受到研究的艱辛與快樂(lè)，才能激發(fā)起他們的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的思維能力和創(chuàng)造欲望。（ 3）要引導(dǎo)和營(yíng)造學(xué)生的自覺(jué)性和協(xié)作性學(xué)習(xí)氛圍。由于開(kāi)放式研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生具有高度的獨(dú)立自主性地位，同時(shí)又具有全方位的開(kāi)放性條件，學(xué)習(xí)者對(duì)研究的問(wèn)題或課題往往具有高度的興趣，所以會(huì)產(chǎn)生很多自發(fā)性的思維方式，并通過(guò)各種渠道、方法和手段去尋找問(wèn)題的答案或?qū)嶒?yàn)結(jié)果。在這種情況下，一方面要強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)研究小組內(nèi)和小組之間的合作關(guān)系，另一方面，教師需配以悉心輔導(dǎo)與協(xié)助，學(xué)生與學(xué)生之間，教師與學(xué)生之間的相互合作，能產(chǎn)生強(qiáng)大的互動(dòng)效應(yīng)。（ 6）強(qiáng)化開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的管理。對(duì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的管理的好壞，

10、是能否保證開(kāi)放式研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利進(jìn)行的重要環(huán)節(jié)，因?yàn)殚_(kāi)放實(shí)驗(yàn)室面對(duì)的是絡(luò)繹不絕的學(xué)生，這些學(xué)生對(duì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室寄予極大的希望，要求開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室能給他們提供更方便、快捷、高效、安全的實(shí)驗(yàn)條件。所以在管理上必須更新觀念，做到合理化、科學(xué)化與系統(tǒng)化，具體有如下幾點(diǎn)：在儀器配置上盡量做到品種多，功能配套，在采購(gòu)過(guò)程中注意選擇售后服務(wù)條件較好的儀器供應(yīng)商, 以便保證儀器的實(shí)用性和完好率； 對(duì)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的日常管理和維護(hù)實(shí)行規(guī)范化與制度化；建立實(shí)驗(yàn)教師與實(shí)驗(yàn)室 管理人員負(fù)責(zé)制；建立學(xué)生自主與自治的管理制度；編制實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組，實(shí)行項(xiàng) 目組定位管理辦法；制定開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室守則，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室安全管理細(xì)則。（ 7）建立實(shí)驗(yàn)

11、教學(xué)評(píng)價(jià)體系實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系，是對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的歸納和總結(jié)，具體做法有如下幾個(gè)方 面：對(duì)學(xué)生參與開(kāi)放式研究性實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)。I .一般以每個(gè)班級(jí)為單位，由任課 教師組織，形成評(píng)價(jià)小組；H.學(xué)生課堂討論匯報(bào)，以課題研究小組為單位，每個(gè)小 組推薦一位代表上臺(tái)演講；出.演講規(guī)則：每人講 10分鐘，講完后全班同學(xué)提問(wèn)題， 由演講者和所在的研究小組成員進(jìn)行答辯，一般答辯時(shí)間35分鐘；IV.由教師組成的評(píng)價(jià)小組進(jìn)行評(píng)價(jià)，教師每人一個(gè)平分表，根據(jù)學(xué)生所研究課題的目的意義、創(chuàng)新性、研究結(jié)果、演講水平和對(duì)問(wèn)題的答辯情況給予相應(yīng)的評(píng)分；V .教師進(jìn)行匯 總，并對(duì)研究小組的項(xiàng)目設(shè)計(jì)書(shū)、實(shí)驗(yàn)論文、參與研究課題的積極性等給

12、予評(píng)價(jià)。 學(xué)期結(jié)束時(shí)，每個(gè)學(xué)生交上一份800 1000 字的實(shí)驗(yàn)感想或體會(huì)，同時(shí)發(fā)給學(xué)生一個(gè)對(duì)實(shí)驗(yàn)教師評(píng)估表，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)作總體評(píng)價(jià)。 學(xué)期結(jié)束后， 教師要根據(jù)學(xué)期的授課情況進(jìn)行逐項(xiàng)評(píng)估， 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果， 評(píng)估實(shí)驗(yàn)優(yōu)劣，為下一輪實(shí)驗(yàn)作參考。四、信息技術(shù)的應(yīng)用在開(kāi)放式研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生自主性提高了，對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求提高了。為了滿(mǎn)足學(xué)生在研究性實(shí)驗(yàn)中，能夠有更好的信息資源，我們開(kāi)放教師的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備室給學(xué)生使用，提供多臺(tái)可以上網(wǎng)的電腦， 同時(shí)提供一些高檔設(shè)備的配套電腦給學(xué)生使用，關(guān)鍵是做好使用前的培訓(xùn)。更為重要的是，我們組織力量，快速制作了細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程，并在網(wǎng)上公開(kāi)運(yùn)行，這也是國(guó)內(nèi)較早開(kāi)發(fā)的實(shí)